茶树类黄酮等次生代谢产物的合成及基因的表达分析

发布时间：2017-12-09 12:04

  本文关键词：茶树类黄酮等次生代谢产物的合成及基因的表达分析

  更多相关文章： 茶树 白叶1号 次生代谢产物 代谢组 转录组

【摘要】：茶树含有丰富的类黄酮、咖啡碱、茶氨酸和类胡萝卜素等次生代谢产物,它们赋予了茶叶色、香、味品质特征及保健功能。这些次生代谢产物在不同颜色的叶片、在不同生长时期的芽和叶、在不同的组织部位中含量差异显著。本研究通过GC-MS的方法,对‘白叶1号’不同叶色时期的叶片进行了代谢组分析；通过RNA-seq的方法,对‘白叶1号’不同叶色时期的叶片、‘龙井43’不同生长时期的芽叶、花果等不同组织部位进行了转录组分析,得到了如下结果和结论：1.白化不同时期和绿期的代谢谱差异显著。随着新梢的生长发育和叶色的变化,柠檬酸循环、光合生物的碳固定和苯丙烷生物合成等代谢途径发生了显著变化。这些代谢途径的变化使得茶树叶片中氨基酸、糖、脂肪酸、有机酸和他们的衍生物的含量发生了显著改变。2.茶树叶片不同叶色时期的表达谱差异显著。从黄绿期到白化期再到绿期,表达上调的基因主要参与光合作用、类胡萝卜素的生物合成、氮代谢、磷酸戊糖途径和硫代谢；表达下调的基因主要参与花青素的生物合成。与绿期相比,白化期的p-胡萝卜素含量显著增加,黄绿期的叶黄素含量显著降低。参与类胡萝卜素生物合成的基因表达从黄绿期到绿期表达逐渐上调。番茄红素p-环化酶(LCY-b)等基因在不同叶色时期的差异表达可能造成类胡萝卜素含量的差异。与绿期相比,叶绿素a在白化期显著降低,叶绿素b在黄绿期显著降低。牛儿基r{牛儿基二磷酸还原酶(CAO)和叶绿素b还原酶(HCAR)等基因在不同叶色时期表达差异显著,这些基因的差异表达可能造成不同叶色时期叶绿素含量的差异。参与茶氨酸合成的代谢物,除了乙胺外,其他氨基酸包括谷氨酰胺、谷氨酸和丙氨酸的浓度在黄绿期和白化期比绿期显著升高。参与茶氨酸合成的大部分关键酶基因在绿期表达显著升高。3.对不同的组织部位进行转录组分析,得到了不同时期的芽、叶和不同组织部位共表达的基因和每个组织部位特异表达的基因。不同组织部位的基因表达数目差异较大,其中幼嫩的组织中基因的表达数目较多；较老的组织中基因的表达数目较少。得到了参与类黄酮、咖啡碱和茶氨酸生物合成的基因。在这些基因中,一部分基因在所有的组织部位中均表达,一部分基因只在特定的组织部位中表达。通过基因表达关联分析,筛选到了339个参与调控类黄酮、咖啡碱和茶氨酸生物合成基因表达的转录因子。其中,参与调控类黄酮、咖啡碱和茶氨酸生物合成途径基因表达的转录因子数分别是206个、132个和91个。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士后
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S571.1

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4 本报记者 刘e，

本文编号：1270309